|
 Đang trực tuyến :
14 |
|
 Số lượt truy cập :
33455964 |
|
|
|
|
|
Sự đa dạng ngăn ngừa sâu bệnh tốt hơn
Thứ năm, 16-04-2015 | 08:16:36
|
|
Một môi trường nông nghiệp đa dạng và phong phú loài cũng có lợi cho nông dân. Điều này không chỉ là bởi vì có rất nhiều loài côn trùng thụ phấn, các động vật kiểm soát sâu bệnh và những thứ trợ giúp hữu ích khác. Các nhà khoa học đã bất ngờ phát hiện một tác động khác, mà cho đến nay chưa được biết, đó là: trong môi trường sống phong phú loài, thì sâu bệnh không trở nên đề kháng với các biện pháp kiểm soát hóa chất một cách nhanh chóng.
 Trong môi trường sống phong phú loài , sâu bệnh không trở nên đề kháng với các hoạt chất kiểm soát hóa chất một cách nhanh chóng. Ảnh: André Künzelmann, UFZ Đối thủ của chúng ta dường như luôn đi trước một bước. Mặc dù các chất kiểm soát sâu bệnh hiện nay có rất nhiều chế phẩm hóa học, cho phép chúng chống lại các côn trùng không mong muốn, nhưng các loài mục tiêu đang phát triển khả năng đề kháng với nhiều hoạt chất khác nhau với tốc độ nhanh chóng. Thường thì một thay đổi duy nhất trong vật chất di truyền của sinh vật cũng đủ để làm điều này. Điều này có nghĩa là các nhà khoa học biết rằng có hơn 500 loài gây hại trên toàn thế giới hiện nay có khả năng kháng lại với tổng cộng 300 loại thuốc trừ sâu khác nhau. Nhiều muỗi truyền bệnh đã chống lại được mọi nỗ lực kiểm soát chúng, cũng như bọ khoai tây Colorado và các sâu hại nông nghiệp khác. Trái lại, các loài khác mà không phải là mục tiêu lại phải gánh chịu những hậu quả. Cuối cùng, thuốc trừ sâu không chỉ nằm trong cánh đồng, mà còn nằm trong các vùng giáp ranh, rừng và nước. Tuy nhiên, các loài côn trùng sống ở đó phát triển sức đề kháng kém hơn nhiều. "Theo thời gian, những loài này có khả năng kháng với loại thuốc trừ sâu được sử dụng nhiều hơn từ 2 đến 4 lần", giáo sư Matthias Liess cho biết. Các nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu sự khác biệt này xuất hiện ra sao. "Đây là sự quan tâm từ quan điểm nông nghiệp cũng như đối với bảo tồn thiên nhiên", Matthias Liess nhấn mạnh. Đó là bởi vì bất cứ ai mà hiểu được những quy trình này tốt hơn, thì sẽ có khả năng làm chậm lại sự lây lan tình trạng kháng thuốc ở các loài sâu hại. Điều này sẽ không chỉ giúp chúng ta chống lại chúng một cách hiệu quả hơn mà nó cũng có nghĩa là sẽ cần dùng ít thuốc trừ sâu hơn do thuốc trừ sâu cũng gây nguy hiểm cho các loài khác. Vì vậy, điều gì làm cho tất cả loài sâu bệnh có thể trở thành những nghệ sĩ sống sót thích nghi như vậy? Các nhà nghiên cứu đã có những nghi ngờ của mình. Đó là các sinh vật định cư trong môi trường sống mới và có khả năng nhân lên nhanh chóng. Tuy nhiên, sự sinh sản hàng loạt của các loài gây hại bằng cách này thật sự dẫn đến sự đối đầu căng thẳng giữa các sinh vật. Chính sự đối đầu này có thể khuyến khích sự phát triển tình trạng kháng thuốc. Điều này là do thuốc trừ sâu không chỉ giết một tỷ lệ các loài côn trùng, mà còn làm suy yếu những kẻ sống sót. "Mặc dù vậy, điều đó không áp dụng cho các sinh vật kháng thuốc", nhà sinh học Jeremias Becker giải thích. "Hiện nay chúng có lợi thế hơn so với các sinh vật cùng loài đã bị suy yếu của mình và có thể chiếm lấy nguồn tài nguyên có giá trị". Đó là lý do tại sao sự cạnh tranh mạnh mẽ cũng có nghĩa là sâu bệnh kháng thuốc thay thế những sinh vật cùng loài không có khả năng đề kháng một cách nhanh chóng hơn. Mặt khác, tình hình cũng khác nhau đối với nhiều loài côn trùng, mà sống trong các cánh đồng giáp biên hoặc trong nước, chứ không phải trong các cây trồng. Chúng là một phần của một cộng đồng đa dạng, trong đó chúng cũng có những thách thức khác phải vượt qua. Động vật ăn thịt và các loài đối thủ hạn chế sự sinh sản và sự cạnh tranh trong một loài. Các sinh vật mà không bị kháng thuốc sẽ trở thành kẻ có lợi theo phương châm, "kẻ thù của kẻ thù của tôi là bạn tôi". Vì vậy trong một cộng đồng đa dạng, các sinh vật kháng thuốc không thể sử dụng tốt lợi thế của mình đối với sinh vật cùng loài không có khả năng đề kháng. "Điều này có nghĩa là khoảng cách ngày càng trở nên lớn hơn", Matthias Liess giải thích. "Các loài gây hại trong cây trồng đang ngày càng trở nên đề kháng với thuốc trừ sâu, nhưng hàng xóm của chúng trong các cánh đồng giáp ranh và trong nước thì lại không". Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm để xem lý thuyết này có đúng trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm hay không bằng cách sử dụng loài muỗi Culex quinquefasciatus. Chúng có mối quan hệ với muỗi thông thường sống ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới và truyền bệnh nguy hiểm cho con người và động vật từ bệnh sốt rét gia cầm cho đến virus Tây sông Nile. "Những sinh vật này có thể được lưu giữ đặc biệt tốt trong phòng thí nghiệm", Matthias Liess giải thích. "Đó là lý do tại sao chúng thường được sử dụng làm đại diện cho các loài muỗi khác". Vào đầu thử nghiệm, có tới 400 ấu trùng của các sinh vật này bơi trong hồ bơi của các nhà nghiên cứu. Ba phần tư trong số chúng có chứa chất liệu di truyền gồm một hoặc thậm chí hai bản sao của một gen kháng thuốc trừ sâu gọi là ace-lR. Số phần tư ấu trùng còn lại cố gắng tồn tại mà không có thông tin di truyền này và do đó không có khả năng đề kháng. Chúng được thường xuyên tiếp xúc với thuốc diệt côn trùng Chlorpyrifos và cũng phải đối mặt với các điều kiện sống khác nhau. Bốn trong số chúng phải sống chung với bọ nước, là loài cạnh tranh với chúng và hạn chế sự tăng trưởng dân số. Với bốn quần thể khác, các nhà nghiên cứu lấy ra khỏi bể từ mười đến hai mươi phần trăm ấu trùng hai lần một tuần, để mô phỏng ảnh hưởng của động vật ăn thịt. Những con muỗi sống sót trong quần thể này sống thật nhiều mà không cần phải vật lộn với các sinh vật khác. Trong bốn quần thể cuối cùng, các côn trùng được phép sinh sản không bị gián đoạn và phải đối mặt sớm với sự cạnh tranh khốc liệt. Các nhà nghiên cứu sau đó quan sát tần số của các gen kháng thay đổi ra sao trong sáu thế hệ của muỗi - một quá trình mà các nhà sinh vật học gọi là vi tiến hóa. Kết quả là, sự chuyển đổi nhanh nhất đã xảy ra ở nhóm không có sự ăn thịt và có sự cạnh tranh giữa các loài. Tỷ lệ muỗi có gen kháng tăng từ 75-95% trong quá trình thử nghiệm. Sự khác biệt nhỏ trong vật chất di truyền có thể mang lại những lợi thế rất quan trọng, đặc biệt là khi các nguồn tài nguyên ít. Đó là lý do tại sao sự cạnh tranh giữa các sinh vật cùng loài làm tăng tốc độ vi tiến hóa. Trái lại, tình hình có vẻ rất khác khi cạnh tranh với những loài như bọ nước hoặc các động vật ăn thịt như các nhà nghiên cứu đã bắt ấu trùng đi. Trong cả hai trường hợp, gen kháng đã phát triển chậm hơn đáng kể trong các quần thể bị ảnh hưởng từ thuốc trừ sâu. Tuy nhiên, nếu không có thuốc diệt côn trùng trong nước, thì các quần thể nhanh chóng mất đi gene kháng của mình mà không có loài kẻ thù. Nếu chúng không phải đối mặt với chất độc thì đặc điểm di truyền này cuối cùng sẽ chẳng mang lại cho chúng lợi ích gì, mà chỉ toàn là điều bất lợi mà thôi vì khả năng kháng thuốc cũng có cái giá của nó. Điều này có nghĩa là những sinh vật kháng thuốc phải đầu tư vào các enzyme bổ sung chẳng hạn, để có thể phân hủy thuốc trừ sâu. Năng lượng mà chúng cần để làm điều này dĩ nhiên sẽ khiến cho năng lượng dành cho các nhiệm vụ khác bị thiếu. Ví dụ như, nó thường khiến cho sinh vật kháng thuốc có sự phát triển kém hơn. Khi có sự cạnh tranh mạnh mẽ hơn, thì chỉ có 40 thay vì 75% muỗi giữ gen kháng thuốc sau sáu thế hệ. Tuy nhiên, bọ nước và động vật ăn thịt cũng trì hoãn sự phát triển này. Các thách thức thêm như những thách thức này thực sự đã làm chậm lại tốc độ vi tiến hóa. Các nhà khoa học dự đoán rằng những ảnh hưởng này tạo thành một nguyên tắc cơ bản và do đó áp dụng được cho tất cả các môi trường sống và các loài. "Điều này có thể có khả năng dẫn đến các phương pháp mới trong kiểm soát dịch hại", Matthias Liess nhận xét. Điều này có nghĩa rằng sự gia tăng về đa dạng sinh học - có đối thủ cạnh tranh và động vật ăn thịt các sinh vật có hại sẽ làm giảm sự phát triển tình trạng kháng thuốc. Nếu sinh vật có hại cố gắng thâm nhập vào cánh đồng thì sẽ dễ dàng giải quyết chúng hơn với tỷ lệ ít thuốc trừ sâu hơn. "Tuy nhiên, điều này có diễn ra trong thực tế hay không phải được kiểm tra trước", Matthias Liess nhấn mạnh. Tuy nhiên, có một điều mà ông không nghi ngờ gì, đó là sự đa dạng loài làm cho việc phòng trừ sâu bệnh trở nên dễ dàng hơn bên cạnh việc mang lại nhiều lợi thế sinh thái khác. Thanh Vân - Dostdongnai, theo ScienceDaily. |
Trở lại
In
Số lần xem: 2689
|
|
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|
